【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属管材塑性加工领域，特别是涉及一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验方法及装置。
技术介绍
1、金属薄壁管为中空结构，重量轻，具有良好的力学性能和可成形性，可经过塑性加工制造成各类复杂空心变截面整体构件。该类构件具有良好的抗弯抗扭性能、显著的减重效果等，被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
2、材料硬化特性一般通过等效应力应变曲线(即硬化曲线)来反映。准确的硬化曲线既是建立准确的薄壁管塑性变形本构关系的重要基础，也是实现精确薄壁管塑性变形有限元仿真的前提。传统测量金属材料硬化曲线的方法主要是单向拉伸试验。单向拉伸试验后期几何软化大于应变硬化速度，会导致颈缩现象发生，因此单向拉伸试验获得的均匀应变较小，大应变范围下的硬化曲线只能通过外延得到，但是外延曲线的准确度难以保证，不能准确描述大应变下材料的硬化特性描述。剪切试验具有可达应变范围大、变形中不会出现颈缩和屈曲等塑性不稳现象，且试验中应变速率可保持恒定的优点。对于板材来说剪切试验已经相对成熟，但是对于管材剪切试验，目前研究的还较少，还没有系统的、成熟的实验方法。专利技术专利zl201811486419.7公开了一种管材纯剪切加载装置及方法，但是该方法中芯轴与试样剪切区摩擦作用大，会对剪切区的纯剪切应力状态产生较大影响，从而影响测量精度。
3、因此，如何测量薄壁管大应变下的硬化曲线，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验方
2、本专利技术的技术方案：
3、一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验装置，包括上模、下模和试样；
4、上模包括上连接柱1、第一法兰2、第一通孔式夹具3、第一螺纹盲孔式夹具4和第一芯轴10；上连接柱1的顶端设有销孔11，用于与试验拉伸机相连；上连接柱1底端通过螺栓与第一法兰2上表面相连，第一法兰2设置于上连接柱1的中心下方位置，第一法兰2上表面与上连接柱1的底面相适配；第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4通过螺栓紧固配合且二者的上下表面分别在同一水平面上，第一通孔式夹具3、第一螺纹盲孔式夹具4和第一法兰2通过螺栓相连接，第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4设置于第一法兰2的中心下方位置，第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4的顶面与第一法兰2的底面相适配；
5、下模包括下连接柱9、第二法兰8、第二通孔式夹具6、第二螺纹盲孔式夹具7和第二芯轴24；第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7通过螺栓紧固配合且二者的上下表面分别在同一水平面上，第二通孔式夹具6、第二螺纹盲孔式夹具7和第二法兰8通过螺栓相连接，第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7设置于第二法兰8的中心上方位置，第二通孔式夹具6和螺纹盲孔式夹具7的底面与第二法兰8的顶面相适配；第二法兰8的下表面通过螺栓与下连接柱9的底面相连接，第二法兰8设置于下连接柱9的中心上方位置，第二法兰8的下表面与下连接柱9的底面相适配；
6、试样5的上下夹持区分别设置于第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4、第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7装配后的型腔中心处，设置装配后的夹具型腔内径与试样5外径相适配，第一芯轴10和第二芯轴24设置于试样5上下两夹持区的型腔中心位置，第一芯轴10和第二芯轴24的外径与试样5的内径相适配，第一芯轴10和第二芯轴24的高度与试样5的夹持区长度相适配。
7、所述上连接柱1和下连接柱9的顶部设置有销孔11和预紧圆螺母12，预紧圆螺母12设置于销孔11正下方，上连接柱1和下连接柱9与试验拉伸机通过销孔11用销钉连接，预紧圆螺母12提供预紧力，避免上连接柱1和下连接柱9与试验拉伸机相连时产生晃动。
8、所述上连接柱1和下连接柱9的底部中心处设置有螺纹盲孔，第一法兰2和第二法兰8的中心设置有通孔和圆形凹台15，圆形凹台15设置于通孔正下方，上连接柱1和第一法兰2、下连接柱9和第二法兰8通过螺栓紧固连接。
9、所述第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4、第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7，两两装配后夹具的型腔内径与剪切试样5外径相适配，装配后的第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4、第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7内部型腔侧壁设置有沟纹，沟纹与试样5的两端夹持区接触配合，增大试样5两端夹持区摩擦力，提供足够的夹紧力。
10、所述第一通孔式夹具3和第二通孔式夹具6的一侧设置有通孔，第一螺纹盲孔式夹具4和第二螺纹盲孔式夹具7的一侧设置有螺纹盲孔，第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4、第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4通过的通孔和螺纹盲孔，用螺栓紧固配合。
11、所述第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4的顶面和第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7的底面分布有螺纹盲孔、螺纹盲孔21，第一法兰2和第二法兰8端面分布有通孔，第一通孔式夹具3、第一螺纹盲孔式夹具4和第一法兰2通过螺栓紧固配合，第二通孔式夹具6、第二螺纹盲孔式夹具7和第二法兰8通过螺栓紧固配合。
12、所述模具的螺栓、螺纹盲孔和通孔的数量一定，一定数量的螺纹孔或通孔的位置分布呈矩形或绕该部件的轴线周状分布。
13、一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验方法，包括如下步骤：
14、步骤一、准备试样5；
15、步骤二、确定第一通孔式夹具3和第二通孔式夹具6、第一螺纹盲孔式夹具4和第二螺纹盲孔式夹具7的轮廓形状和尺寸：根据步骤一中确定的试样5的表面轮廓形状和尺寸，设置第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4、第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7所形成的内部型腔的内径尺寸与试样5的外径尺寸相适配；为了保证夹具紧固装配后与试样5的紧固配合，在第一通孔式夹具3和第二通孔式夹具6、第一螺纹盲孔式夹具4和第二螺纹盲孔式夹具7的一侧分别设置有螺纹孔19和通孔，通过螺栓使夹具与试样5紧固配合；
16、步骤三、确定第一芯轴10和第二芯轴24的轮廓形状和尺寸：根据步骤一中确定的试样5的轮廓形状和尺寸，设置第一芯轴10和第二芯轴24的外径与试样5的内径相适配；在第一芯轴10和第二芯轴24两端面设置有螺纹盲孔，方便实验后芯轴通过螺栓从试样5的两端夹持区取出；
17、步骤四、确定第一法兰2和第二法兰8的轮廓形状和尺寸：根据步骤二中第一通孔式夹具3和第二通孔式夹具6，第一螺纹盲孔式夹具4和第二螺纹盲孔式夹具7的轮廓形状和尺寸及装配关系，设置第一法兰2和第二法兰8的底面与夹具的顶面相适配；为了保证法兰底面和夹具顶面紧固配合，在第一通孔式夹具3和第一螺纹盲孔式夹具4的顶部及第二通孔式夹具6和第二螺纹盲孔式夹具7的底部设置螺纹盲孔、螺纹盲孔21，在第一法兰2和第二法兰8端面设置通孔，通过螺栓使夹具和法兰紧固配合，设置夹具型腔中心和法兰中心在同一轴线上；
1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验装置，其特征在于，该测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验装置包括上模、下模和试样(5)；
2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述上连接柱(1)和下连接柱(9)的顶部设置有销孔(11)和预紧圆螺母(12)，预紧圆螺母(12)设置于销孔(11)正下方，上连接柱(1)和下连接柱(9)与试验拉伸机通过销孔(11)用销钉连接，预紧圆螺母(12)提供预紧力，避免上连接柱(1)和下连接柱(9)与试验拉伸机相连时产生晃动。
3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述上连接柱(1)和下连接柱(9)的底部中心处设置有螺纹盲孔，第一法兰(2)和第二法兰(8)的中心设置有通孔和圆形凹台(15)，圆形凹台(15)设置于通孔正下方，上连接柱(1)和第一法兰(2)、下连接柱(9)和第二法兰(8)通过螺栓紧固连接。
4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一通孔式夹具(3)和第一螺纹盲孔式夹具(4)、第二通孔式夹具(6)和第二螺纹盲孔式夹具(7)，两两装配后夹具的型腔内径与剪切试样(5)外径相适配，装配后的第
5.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一通孔式夹具(3)和第二通孔式夹具(6)的一侧设置有通孔，第一螺纹盲孔式夹具(4)和第二螺纹盲孔式夹具(7)的一侧设置有螺纹盲孔，第一通孔式夹具(3)和第一螺纹盲孔式夹具(4)、第一通孔式夹具(3)和第一螺纹盲孔式夹具(4)通过的通孔和螺纹盲孔，用螺栓紧固配合。
6.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一通孔式夹具(3)和第一螺纹盲孔式夹具(4)的顶面和第二通孔式夹具(6)和第二螺纹盲孔式夹具(7)的底面分布有螺纹盲孔、螺纹盲孔21，第一法兰(2)和第二法兰(8)端面分布有通孔，第一通孔式夹具(3)、第一螺纹盲孔式夹具(4)和第一法兰(2)通过螺栓紧固配合，第二通孔式夹具(6)、第二螺纹盲孔式夹具(7)和第二法兰(8)通过螺栓紧固配合。
7.一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验方法，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的实验方法，其特征在于，
9.根据权利要求7所述的实验方法，其特征在于，
10.根据权利要求7所述的实验方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验装置，其特征在于，该测试薄壁管大应变下硬化曲线的实验装置包括上模、下模和试样(5)；
2.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述上连接柱(1)和下连接柱(9)的顶部设置有销孔(11)和预紧圆螺母(12)，预紧圆螺母(12)设置于销孔(11)正下方，上连接柱(1)和下连接柱(9)与试验拉伸机通过销孔(11)用销钉连接，预紧圆螺母(12)提供预紧力，避免上连接柱(1)和下连接柱(9)与试验拉伸机相连时产生晃动。
3.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述上连接柱(1)和下连接柱(9)的底部中心处设置有螺纹盲孔，第一法兰(2)和第二法兰(8)的中心设置有通孔和圆形凹台(15)，圆形凹台(15)设置于通孔正下方，上连接柱(1)和第一法兰(2)、下连接柱(9)和第二法兰(8)通过螺栓紧固连接。
4.根据权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述第一通孔式夹具(3)和第一螺纹盲孔式夹具(4)、第二通孔式夹具(6)和第二螺纹盲孔式夹具(7)，两两装配后夹具的型腔内径与剪切试样(5)外径相适配，装配后的第一通孔式夹具(3)和第一螺纹盲孔式夹具(4)、第二通孔式夹具(6)和第二螺纹盲孔式夹具(7)内部型腔侧壁设...
【专利技术属性】
技术研发人员：林艳丽，刘军鹏，苏一博，杨琦，李悦童，何祝斌，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。